小红家安装了如图甲所示的电热水龙头，图乙是它的电路简图．旋转手柄可使扇形开关S同时接触两个相邻触点，从而控制流出的水为冷水、温水或热水．已知R1、R2是电热丝，R2=55Ω．试回答

Question

小红家安装了如图甲所示的电热水龙头，图乙是它的电路简图．旋转手柄可使扇形开关S同时接触两个相邻触点，从而控制流出的水为冷水、温水或热水．已知R₁、R₂是电热丝，R₂=55Ω．试回答或求解下列问题：
（1）S旋到位置时，水龙头流出热水．（选填“1”、“2”或“3”）
（2）小红想用电能表测电热水龙头温水档的电功率，她家电能表盘如图丙所示，小红将电热水龙头接入电路中测量电热水龙头电功率时应注意什么？
（3）测量时小红观察到6min内电能表的转盘转过了660转，则她家电热水龙头温水档的电功率是多少？
（4）电热丝R₁的阻值是多大？
（5）S旋到热水档时，电路中的总电流是多大？

Answer 1

（1）当开关处于位置2时，只有电阻R₁接入电路，电路电阻最大，根据P=(U2)/(R)可知：此时功率最小，可见此时放出的是温水；当开关处于位置3时，电阻R₁和R₂并联接入电路，电路电阻最变小，根据P=(U2)/(R)可知：此时功率最大，所以此时放出的是热水；
（2）电热水龙头属于大功率用电器，所以使用电热水龙头时，不要将其它用电器接入电路；
（3）电能表的转盘转过了660转消耗的电能：W=(660)/(3000)kW•h=0.22kW•h；
电热水龙头的功率：P=(W)/(t)=(0.22kW•h)/((6)/(60)h)=2.2kW=2200W；
（4）由P=UI=(U2)/(R)可知，温水功率P_温水=2.2kW=2200W，
则R₁=(U2)/(P温水)=((220V)2)/(2200W)=22Ω；
（5）因为S旋到热水档时，电阻R₁和R₂并联接入电路，所以根据欧姆定律得：I₁=(U)/(R1)=(220V)/(22Ω)=10A，
I₂=(U)/(R2)=(220V)/(55Ω)=4A，
所以，I=I₁+I₂=10A+4A=14A．
答：（1）S旋到位置3时，水龙头流出热水．
（2）电热水龙头属于大功率用电器，所以使用电热水龙头时，不要将其它用电器接入电路；
（3）电热水龙头温水档的电功率是2200W；
（4）电热丝R₁的阻值是22Ω；
（5）S旋到热水档时，电路中的总电流是14A．